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聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种高分子聚合物,它不仅拥有优良的溶解性,分散性,低毒性,成膜性,化学稳定性,生理惰性,粘附性和保护胶的性能,同时还可以与许多有机结合和无机化合物结合。交联PVP是线性分子链通过用物理或化学的方法互相交联而成的结构,是不溶于水、有机溶剂、强酸和强碱的聚合物,但能吸收水分。交联PVP具有良好的生理安全性,吸水性,水不溶化,络合等优点。因此,PVP和交联的PVP已广泛用于医药,食品,化妆品等的产业。 本论文在含有金属盐的PVP薄膜上通过激光直写制备了一系列微结构,并就其物理过程展开了一系列研究,主要讨论不同还原能力金属离子在激光诱导下与PVP的相互作用,主要包括以下三个方面: 1、激光直写含银盐的PVP薄膜制备微结构的研究。利用飞秒激光直写含银盐的PVP薄膜,使用去离子水为溶剂减缓银离子反应,PVP作为稳定剂和分散剂,成功制备出宽170纳米的银线,并分析其原理是银离子经过激光诱导还原成银颗粒,银颗粒进一步团簇形成银线。 2、激光直写含铜盐的PVP薄膜制备微结构的研究。利用激光直写含铜盐的PVP薄膜,对制备出的微结构进行了各种测试表征,分析其结构为经激光诱导形成的含铜元素的交联PVP,当激光能量大时,将会形成高空间频率周期性结构(HSFLs),并分析了其形成交联PVP结构过程的机理。 3、激光直写含铁盐的PVP薄膜制备微结构的研究。利用激光直写含铁盐的PVP薄膜,对制备出的微结构进行部分测试表征,初步判定其结构为一种经激光诱导形成的含铁元素的交联PVP,但其反应要比与铜盐的反应要复杂和激烈,同样,在激光能量大的时候会形成高空间频率周期性结构(HSFLs)。 最后,通过激光直写制备在含金属盐的PVP薄膜上的微结构,研究表明:其微结构的金属的价态与金属离子得电子能力相关,如银离子的得电子能力强,其会诱导还原成原子价态,而铜离子得电子能力比银离子弱,只能部分还原成一价铜;交联PVP的形成与碱式盐有关,PVP容易与水的形成氢键,银离子与氢氧根常温下是很难结合,无法形成碱式盐,所以激光诱导出来的结构中几乎没有交联PVP,而铜离子和铁离子易与氢氧根离子结合,所以其会形成交联的PVP。